夏热冬冷地区墙体保温隔热措施分析

建筑论坛与建筑设计夏热冬泠地区墙体保温隔热措施勺析赵虎,吴伟伟(1河北保定欣达制冷空调工程有限公司,河北保定071007;2.重庆大学,重庆400045)【摘要】棖搢夏热冬冷地区的气候特点,指出了改善居住建筑围护结构热工性能的必要性。从传热学原理的崩度,阐述了围护结构保温与隔热的区别,并通过计算热工性能指标得出了外保温是适合夏热冬冷地区的保温隔热构造形式;从施工应用和构造特点等方面对常用的三种保温形式进行了对比分析进而提出了提高围护结构保温隔热性能的建议【关键词】居住建筑;围护结构;外保温;内保温【中图分类号】TU1.1【文獻标识码】A我国建筑热工区划分为五个气候风域,其中夏热冬冷地(GB50176-93)对本地区的建筑热工设计要求是“必须满足区的范围,大体上是指长江中下游地区。这一地区人口密夏季防热的要求适当兼顾冬季保温”。根据这一规定可知集,经济相对比较发达,但长期以来,居民室内自然居住环境围护结构隔热是这一地区建筑热L要求的重点。条件恶劣。以重庆市为例,其气候特征是夏季闷热,日照强围护结构隔热性能通常是指在夏季自然通风情况下,围烈静风率高。例如,太阳直射屋顶时屋顶表面温度可以达护结构在室外综合温度和室内空气温度波动作用下,其内表到60℃以上,空气相对湿度可达到80%以上;冬季阴冷潮面保持较低温度的能力。通常是针对夏季由室外向室内的湿,日照严重不足,部分地区日照率仅为13%山。冬夏季总非稳态传热过程而言,以24h为周期波动传热来考虑。其原计天数达到半年以上,居民仪依靠冬季关闭门窗或夏季开窗理是升温隔热和反射隔热。《民用建筑热工设计规范》对围自然通风远不能达到热舒适的要求护结构隔热设计的要求是以围护结构内表面的温度作为隔在上世纪90年代以前,这一地区的居住室内热环境状热效果的衡量指标。标准规定围护结构内表面的温度要小况并未引起足够的重视,围护结构外墙普遍采用240mm厚于或等于夏季賓外计算温度最高值实心黏土砖墙屋顶则采用炉渣找坡屋面,只是满足了结构保温性能是指在冬季条件下,围护结构阻止由室内向室上的需要,基本未考虑到建筑热工的需求,冬夏季时室内居外传热,从而使室内保持一定温度的能力。通常是按稳态传住热环境恶劣。随着人们生活水平的提高,家用空调器已经热来考虑。其评价指标是传热系数K值(或是热阻R)。K基本普及,致使采暖和空调能耗急剧上升。随着国家对围护(R)值越大(小),说明其保温性能越差。由热阻的计算公结构热工性能的重视各种材料和技术应用也越来越广泛。式如果说围护结构保温材料产品的发展已相当成熟,那么在应R=用这些材料形成合理的节能构造方面还存在很多不足可知,对于围护结构而言,如果保温材料及主体结构一定,无1围护结构保温与隔热的原理论采取怎样的保温构造形式,R值都是相同的,而隔热性能围护结构能耗是建筑能耗中重要的部分。200年的资则不同。当保温材料布置顺序不同时,对内围护结构表料显示我国的建筑能耗已占全国能耗总量的27.8%。还有度的影响是不同的。比如,当保温材料采用内保温构造时,数据显示在建筑物的使用过程中,有近一半的能源消耗是在夏季较高的综合温度作用下,处于最外侧的主体结构材料由于围护结构不合理设置而间接造成的。因此提高围护为重质材料薔积了大量的热量从而很容易使内表面温度结构的热工性能,不仅有助于改善居住热环境提高热舒适上升较高即隔热效果比较差。反之当采用外保温构造时,性还有助于降低建筑物的运行能耗。就墙体而言提高其最外层的轻质保温材料层蓄热能力差温度很容易升得比较热[性能的途径有二条,一是选用单一材料外墙,采用满足高从而与接触的周制空气的温差拉大增强了换热衰减倍节能设计要求的材料;二是采取复合材料墙体即在主体外数大隔热效果就会更好。根据我国的民用建筑热工设计规墙上增加保温材料;按照构造形式又可分为外保温,内保温,范对重庆地风无保温、内保温外保温的三种围护结构形式中间保温。由于单一材料墙体在合理的厚度范围内很难达的热「到这一地区节能规范的要求,故节能住宅背遍采用复合墙中国煤化工体。不同于北方严寒和寒冷地区,夏热冬冷地区对围护结构CNMHG保温隔热设计的要求相对来说比较高。民用建筑热工规范[作者简介]赵虎(1978-),男,专科,助理工程师。四川建筑第29卷3期2009.06建筑论坛与建筑设计·表I重庆地区南向墙体三种不同构造形式热工性能指标值料,空气是天然免费的良好保温材料,但是不能使之产生强保温形式无保温内保温外保温烈的对流换热,否则也达不到设计的热工效果。此种形式的内外20m内外20m白内外20m白灰中间保温应用很少。围护结构构成白灰抹面+25m聚苯L烯240mm黏土砖2.3外保温黏土砖砌体25mm聚苯与前两种保温形式相比,外保温以其鲜明的特点获得了240mm黏土砖乙烯泡沫越来越广的发展前景。曾经被列为建设部“建筑业推广应用传热阻R0(m2K/w)的十项新技术”。在经济比较发达的地区,采用外保温构造热惰性指标ΣD3.6的建筑占有的比重越来越大。其特点是:(1)基本上消除了围护结构衰减倍数热桥;(2)有利于保护基层墙体;(3)便于新建或既有建筑的围护结构延迟时间(h节能改造;(4)更适合本地风建筑热工性能中对隔热的要求。案内空气到内表面的保温对保温材料的耐候性提出了更高的要求,且对施衰减倍数2,00.73工的质量要求比较高,关键问题是保证与基层墙体连接牢案内空气到内表面的延迟时间(h1.8固避免表面产生裂纹等等。不足之处在于相对其它形式的内表面平均温度(℃)34.834.734.7保温构造而言造价相对较高如采用厚30mm,密度20kg内表面最高温度(℃)m3自熄型膨胀聚苯乙烯板(EPS)粘贴的方式工程造价大约为75元/m2(按外墙面积计)若分摊到单位建筑面积造价则注:①所用材料的指标及相关气候参教均选自民用建筑热工规这一成本基本是在30元/m2左右,对整个工程而言增加有范附表所示。其中砖砌体是釆用轻砂浆砌筑黏土砖。②太阳辐射吸收系数为0.5,内外表面换热系数分别取为8.7W限。从建筑物的使用周期的运行能耗来讲外保温构造完(m2K),19.0W/(m2K)全可以弥补这一初始投资较高的缺陷。据统计,近年来,北京地区外保温也占据了50%以上由计算结果可知,外保温构造时衰减倍数最大,内表面综上所述,单就墙体而言,在夏热冬冷地区首先注重满最高温度最低,在夏季高温状况下,此种构造形式可明显降足夏季隔热要求的前提下,从理论角度来讲,外保温构造形低因内壁面温度过高对人体造成的烘烤感提高居住室内人式吏加适合这一地区的气候状况和热舒适的需求。体的热舒适度。3保温隔热措施的建议2墙体保温的构造形式(1)住宅建筑的节能方法有很多,其目的是相同的,即用2.1内保溫最小的经济成本来达到建筑物使用期内最优的效果。以国出于经济和施工便利方面的考虑目前夏热冬冷地区多外和我国部分实施节能政策较好的城市的经验看来若在确釆用内保温构造这一形式。由于保温层施工在室内作业,不定∫采取实体材料保温措施之后,外保温及倒置式尾面构造受气候影响施简单易行,同时造价比较低,如采用20mm应是首选及发展方向。通过借鉴其它地区的经验和本地的厚复合硅酸盐保温砂浆时「程造价大约为35元/m(按外墙实际情况,不能仅局限于目前的既得利益,即节能要有综合面积计)。这一地区的内保温材料普遍采用抹保温砂浆粘长期全局的观点。贴或挂装保温制品如聚苯乙烯等,其不足之处也是明显的(2)建筑物外墙及屋顶对室外温度的反应都是一样的从使用者的角度来讲内保温构造占据了一定的室但受太阳辐射的影响却不同。尤其在夏热冬冷地区夏季太面积,且不利于居民的二次装修。阳辐射强烈,西墙及屋顶的外表面温度能达到60℃以上。因(2)从传热学理论米讲,如前所述内保温构造隔热效果此加强住宅西墙和屋顶的保温尤其重要。不仅要有足够的比较差且不能隔断热桥在达到同样的热工性能的要求下,隔热能力,同时保温材料的衰减系数要足够大,比如屋顶最内保温层的厚度相对外保温而言要吏厚些。由理论分析可好能够达到衰减时间为10h丙墙要达到8h。以最大化降知,对于临时需要使用的房间则此种保温形式比较适合。低对室内热环境的影响。故较合理的保温方案是采取不均2.2中间保温匀分布的原则以达到吏好的效果中间保温可分为两种构造形式。鉴于目前框架结构的建筑越来越多,及实心黏土砖的禁用,砌块结构应用越米越结论普遍。节能建筑越来越多地采用在砌块内垂直热流方向填节能并非是简单的少用能源如何提高能源利用效率才充保温材料,如岩棉、聚苯乙烯板、聚苯颗粒、膨胀珍珠岩、矿是节能的核心。性能良好的节能建筑应综合考虑多方面的棉等。这样保温材料不单独占用使用面积,但会受梁,柱及影响因素,其中提高围护结构的热工性能是降低建筑能耗的砌块内空间的限制。会产生热桥且不能确保达到热工性能重要于段,从隔热理论分析可知,采用外保温技术,建筑室内指标的要求。另外一种中间保温构造形式是在两片墙体中受到小且有良好的节能效果和综合经济间单独留出夹层来放置保温材料,可以达到所要求的保温效益中国煤化工适合夏热冬冷地区居效果且可以保护保温材料,但是最大的缺点是比较占用空住建CNMHG间,施工繁琐造价高。也有使用空气夹层作为保温隔热材(下转第47页)四川建筑第29卷3期2009.06建筑论坛与建筑设计2那么车停在哪里呢?因此可以按照住户的数量对车位进行凉。街巷在农村对外定比例的预留,现阶段把规划的预留车位作为园艺种植的交往中起着重要的区,以极低的价格租给农民新村的业主。老人们会争先恐后作用。在农民新村的的对具有明确归属的地块进行打理,这样既节约了物管的栽设计中将公共交往空种成本,美化环境,又增加了农民新村里住户的交往空间间与住宅楼内的公共5.2建筑内部交往空间的设计走廊紧密结合,在建5.2.1院坝的设计转换——结合楼梯、电梯口的交流空间筑内部努力营造传统设计“街巷”的空间效果。传统村落以小院为单位,一般居住着上下几代人,甚至比如成都的楼盘兄弟姊妹一个大家族。每家每户的大门除了睡觉的时候是曼哈顿(参见图2),虽永远都不会关闭的随时欢迎左右邻里亲戚熟人的来访。小然它是一栋修建在市院的院坝是村民∏常交往的重要区域区的商品房,但是其住宅的楼梯关于强化住户交往设间、过道与电梯口图2楼盘受哈顿的空中走廊计方案可以为农民新是交通要道和必然来源:楼盘受哈顿的销图册)村借鉴。该楼盘每层的人际交往空间。设置6m左右宽度的内置公共走廊并与数个开敞平台相结居民之间的楼内来合,凉风送爽光线允足,尺度适宜的内置公共走廊一年四季往除了比较正式的无论刮风下雨都是居民舒适纳凉的公共交往区域。用住宅登门拜访以外,楼公共走廊来表现传统村落街巷激活更多的人际互动契机转题)梯平台正是居民加化为农民新村居民主体的人际互动。强交往的空间。如果能在农民新村每6结束语层楼梯转角处和电以人为本,以农民为本,本文旨在探讨更适合于曾经在梯口向外延伸出一村落居住的农民拆迁后新居的环境使农民们能够尽快适应个十几平方的公用新的生活环境。关于城市居住区交往空间已有较多的讨论,露台,充分利用了但是针对特定人群特别是农民迁居工程—农民新村的讨图1电梯口的交流空间电梯前室的自然采论却极为贫乏,希望本文能抛砖引玉在城乡统筹发展的今光设置休憩椅可以缓解村民从宽敞的院落迁居到新居工天,多多关注农民的居住空间。程中,室内室外空间的骤然缩小而导致的压抑感,并增加了邻里交往的机会(参见图1)。放学后,小孩在此聚会、一起参考文献完成家庭作业;不愿下楼的老人在此闲聊享受阳光和空气避免老人产生沉闷和孤独感妇女在此边看守小孩边织毛1王华居住社区中的邻里交往”与”空间环境”分析(居住建筑与居住文化,2004(3):46-48衣,或者刺剥豆子理理菜,此处就如传统院落的坝子一样,左[2]孔磊居住区交往空间探讨[刀]山丙建筑,200(10):29邻右舍由陌生到熟识,大家闲时聚集在此拉拉家常,一派和请场景。楼梯电梯口前的公用露台同院坝一样实现同等[3]马丘比丘宪章M]陈占祥,译北京:中国建筑工业出版杜,的交往功能。1980.52.2传统街巷的设计转换—结合住宅的公共走廊[4]罗守贵.城市化过程中乡村的价值及其保护[冂]城市,2003传统村落中街巷的设置是连接村落与外界的交通网常(2):31-33常可以看到三三两两的村民边走边谈或是坐在街巷边纳(上接第44页)用及相关材料的比选[刀].建筑施工,2002(4)考文献[3]GB50716-9民用建筑热工设计规范[S][4]杨斧勤外保温墙体保温隔热性能的优势[].建设科技,2004[]付祥钊夏热冬冷地区建筑节能技术[M].北京:中国建筑L业出版社,2002中国煤化工热设计几个问题探讨[2]崔浩朱红慧夏热冬冷地区住宅建筑外墙保温隔热技术的应CNMHG四川建筑第29卷3期2009.06